Material de construcții
Materialele de construcție sunt toate materiale , naturale și artificiale, utilizate în mod normal în lucrări pentru realizarea de construcții de clădiri și lucrări de construcții civile ( drumuri , poduri , canale , baraje , tuneluri ).
Există diverse tipuri de materiale de construcție, atât naturale, cât și artificiale, la care se adaugă mereu altele noi. Numărul acestor materiale a fost relativ limitat în trecut, dar acestea cresc în mod continuu, în timp ce în același timp a existat o diferențiere a sistemelor utilizate pentru producția lor.
Numărul mare de materiale de construcție depinde de faptul că fiecare dintre ele are proprietăți particulare, ceea ce îl face preferabil celorlalte în funcție de scopurile pentru care trebuie să fie utilizate.
fundal
Din punct de vedere istoric, primele materiale utilizate pentru construcții au fost piei de animale (în construcția de corturi ), noroi, argilă brută, paie (în construcția de colibe ) și roci de diferite feluri. Multe dintre aceste materiale sunt folosite și astăzi în unele părți ale lumii de către populațiile nomade sau aborigene, în timp ce au fost aproape complet înlocuite de alte materiale în contextul tehnologic al țărilor industrializate.
Gips-carton este una dintre cele mai vechi tehnici de construcție: este realizată din blocuri de piatră aranjate corespunzător în așa fel încât să fie autoportante, fără a necesita utilizarea de lianți. Exemple de construcții antice din piatră sunt nuraghe din Sardinia (datând din mileniul II î.Hr.) [1] , piramidele trepte din America Latină și clădirile vechilor greci și romani .
Granitul a fost folosit deja în 2600 î.Hr. de către vechii egipteni , care l-au folosit pentru a construi căptușeala suprafeței piramidei roșii , în timp ce piramida Menkaure este construită cu blocuri de granit și calcar .
Printre nativii americani din Marea Câmpii era obișnuit să se folosească piei de mesteacăn sau scoarță pentru fabricarea „ tipi ” [2] (în engleză teepee ), corturi cu formă conică care aveau avantajul de a putea fi transportate.
În Mongolia, o parte a populației locuiește încă în yurte , case formate dintr-o structură de susținere din lemn și un acoperiș din covoare din pâslă (o țesătură din păr de animal). Acest tip de locuință este reamintit în structurile de întindere , aplicate pe scară largă în a doua jumătate a secolului al XX-lea . Pentru construcția structurilor de întindere, se utilizează în general grinzi din fibră de sticlă acoperite cu politetrafluoretilenă și poliester și cârpe de clorură de polivinil .
În sectorul construcțiilor , azbestul (sub forma comercială a Eternit ) a fost și și-a găsit utilizarea ca material de construcție, folosit pentru izolarea clădirilor și a mijloacelor de transport [3] , până când, în anii optzeci , a devenit carcinogen, s-a constatat .
Structura și proprietățile materialelor
Fiecare material trebuie să posede anumite proprietăți și să le păstreze în timp. Proprietățile mecanice reflectă comportamentul materialului stresat la aplicarea unui sistem de forțe ; cele fizice măsoară comportamentul sub acțiunea temperaturii , a câmpurilor electrice sau magnetice , a luminii , a focului ; proprietățile chimice caracterizează capacitatea de a-și păstra caracteristicile în mediul în care operează materialul.
| Proprietate | Materiale metalice | Ceramică | Materiale plastice |
|---|---|---|---|
| Densitate ( g / cm³ ) | 2 - 16 | 2 - 17 | 1-2 |
| Punct de fuziune | scăzut spre înalt | ridicat (până la 4000 ° C ) | scăzut |
| Duritate | in medie | înalt | scăzut |
| Mașinabilitate | bun | rar | bun |
| Întindere rezistență ( MPa ) | până la 2500 | până la 400 | până la 120 |
| Rezistența la compresiune ( MPa ) | până la 2500 | până la 2500 | până la 350 |
| Conductivitate termică | in medie | mediu-scăzut | scăzut |
| Proprietăți electrice | dirijori | izolatori | izolatori |
| Rezistență chimică | mediu-scăzut | excelent | în general bun |
Structura materialelor
Orice agregat de atomi constituie materie , care poate apărea în diferite stări. Cele două situații extreme sunt reprezentate de fluide ( gaze și lichide ) și solide . Apropo de materialele de construcție, ne referim întotdeauna la materiale solide. Solidele pot fi cristaline , adică caracterizate printr-o structură ordonată la nivel atomic și molecular (ca în cazul metalelor sau a multor materiale ceramice ), amorfe , dacă iau o structură dezordonată similară cu cea a lichidelor (ca în sticlă , unde o răcire „îngheață” structura amorfă a lichidului) sau semi-cristalină (ca multe materiale polimerice ).
Alegerea materialului
Construcția unui obiect, a unui instrument și chiar a unei clădiri, prin urmare forma, proprietățile sale mecanice și structurale, greutatea și proprietățile sale termice, sunt condiționate de materialele cu care sunt realizate. Alegerea unui material față de altul nu este niciodată întâmplătoare, deoarece materialele (chiar și în cadrul aceleiași familii) au proprietăți foarte diferite, care afectează în mod semnificativ producția unui artefact sau a unei infrastructuri .
În trecut, majoritatea materialelor utilizate pentru construcții erau prezente în natură ( lemn , lut sau nisip ) și erau utilizate fără nicio prelucrare suplimentară specială. De-a lungul timpului, la aceste materiale s-au adăugat alte materiale artificiale (cum ar fi betonul , sticla , materialele plastice și metalele ), care sunt fabricate din materii prime prezente în natură, care sunt supuse utilizării industriale la diverse procese de prelucrare și tratare a suprafețelor. Chiar și materialele naturale, care au fost folosite cândva în starea lor brută, sunt acum supuse diferitelor procese de fabricație; de exemplu, lemnul este supus diferitelor tratamente de suprafață (cum ar fi sablarea ), în timp ce argila este coaptă în cuptor (devenind teracotă ).
Astăzi, alegerea materialului care urmează să fie adoptat pentru o anumită aplicație depinde de caracteristicile sale (inclusiv: proprietăți mecanice , proprietăți fizice , proprietăți chimice , proprietăți optice și respirabilitate ), dar și de disponibilitatea acestuia în locul de utilizare, de mediu impactul materialului în sine, prin efectul său estetic și, mai presus de toate, prin prețul său.
Printre diferiții factori de economisire care pot influența alegerea materialelor, unii sunt direct legați de materialul în sine, cum ar fi costul de producție unitar sau disponibilitatea pe șantier, dar alții depind de tehnologiile utilizate pe șantier și / sau de ciclul de viață preconizat pentru clădirea (de exemplu, modularitatea componentelor în cazul prefabricării , ușurința utilizării de către forță de muncă necalificată în cazul autoconstrucției , posibilitate de reutilizare după demolarea clădirii ...). [4]
Proprietăți mecanice
Proprietățile mecanice ale unui material de construcție sunt cele care reflectă comportamentul materialului însuși în urma aplicării unui sistem de forțe ...
Tipuri de materiale
[[6-Walserhaus, Alagna Valsesia.jpg | thumb | upright = 0.8 | Case Walser din Pedemonte ( Alagna Valsesia ), au realizat lemnul pe o bază de piatră.]] Aceste materiale, care sunt cele mai utilizate în domeniul construcțiilor, un se adaugă o mulțime de alte materiale, cum ar fi compozite și gheață .
Lemn
Lemnul este cel mai răspândit material organic și utilizarea sa datează din antichitate (gândiți-vă doar la colibele paleolitice sau la pilonii neolitici ).
Există diferite tipuri de păduri, care diferă nu numai pentru speciile arbore din care sunt produse, ci și pentru tipul de creștere pe care l-a avut arborele.
Lemn structural este un destul de versatil și ușor realizabil material de construcție, care este utilizat în sectorul construcțiilor pentru construirea diferitelor structuri; în special, poate fi utilizat atât pentru construcția cadrelor portante, cât și ca placare.
Pornind de la tijă, se pot obține elemente de secțiune dreptunghiulară cu rapoarte diferite de lățime / înălțime. Conectarea diferitelor elemente are loc prin intermediul lipiciilor, cu șuruburi sau cu conexiuni din oțel de tâmplărie.
Avantajul structurilor din lemn se găsește în special în structurile laminate, adică constând dintr-o serie de scânduri subțiri din lemn conectate ferm între ele. O structură din lemn laminat are o rezistență considerabilă la solicitări și poate fi foarte bine utilizată pentru construcția de lucrări precum grinzi portante pentru pardoseli sau grinzi de acoperiș din lemn.
Principalul dezavantaj al lemnului este ușurința de aprindere. Astăzi, însă, există numeroase tratamente care pot face un element din lemn destul de ignifug pentru a permite o rezistență mai mare la foc.
Paie
În multe țări (în principal tropicale) paiul este cel mai popular material de acoperiș pentru acoperișurile casei și o caracteristică importantă a peisajului local. Răspândirea în Europa este mai mare în nordul continentului și, în special, în insulele britanice . Aici acest tip de acoperire, care a fost abundent răspândit în Evul Mediu, [5] este reevaluat. [6]
Lianți
Lianții sunt materiale formate din pulberi foarte fine care, dacă sunt amestecate cu apă , dau naștere unei mase plastice care, odată întărite, atinge o rezistență mecanică ridicată . Liantele, amestecate cu apă, devin mortare și betoane .
Tencuială
Gipsul utilizat în construcții este un liant de aer format din sulfat de calciu semihidratat (CaSO 4 · ½H 2 O) , anhidrit (CaSO 4 ) sau un amestec din cei doi compuși. Este un material rezistent la lumină și la foc , izolator termic și acustic . Este produs din piatră de gips , un material foarte moale care conține (de obicei mai puțin de 10%) impurități de silicați , aluminați , cuarț și oxid de fier ). Gipsul nu poate funcționa în aer liber sau în contact cu medii umede (deoarece nu este suficient de insolubil). În plus, gipsul umed este agresiv față de materialele metalice care nu rezistă în condiții de umiditate. În cele din urmă, gipsul nu poate fi utilizat în contact cu atmosfere care conțin amoniac .
Var de aer
Termenul de var se referă atât la oxidul de calciu (CaO) obținut prin arderea rocilor de calcar la temperatură ridicată ( var ), cât și la hidratul acestuia (Ca (OH) 2 , numit și var stins ). Varul este folosit amestecat cu nisip și apă , devenind astfel mortar , pentru conectarea pietrelor și cărămizilor sau pentru fabricarea tencuielilor .
Var var hidraulic
Varul hidraulic a fost utilizat pe scară largă în trecut, dar astăzi este produs în cantități modeste și numai în unele țări. Acest liant este adesea considerat precursorul cimentului Portland modern. Spre deosebire de varul aerian, varul hidraulic poate rezista și rezista chiar și în medii de apă și umede. Se pot distinge trei tipuri de var hidraulic:
- tei hidraulici adevărați, obținuți prin arderea calcarelor argiloase sau a amestecurilor de calcar și argile ;
- limele hidraulice aflate în prezent pe piață, care constau din ciment Portland diluat corespunzător;
- tei hidraulici obținuți prin adăugarea de materiale pozzolanice la varul aerian.
Cimenturi
Standardul european EN 197 definește cimentul: „ un material anorganic fin măcinat care, amestecat cu apă, formează o pastă care se îngroașă și se întărește ca urmare a reacțiilor și proceselor de hidratare și care odată întărită își menține rezistența și stabilitatea chiar și sub apă ” . .
Dintre cimenturi, cimentul Portland este cel mai important și răspândit [7] . Se obține prin măcinarea produsului de gătit dintr-un amestec de argilă , calcar și nisip ( clincher ) cu mici adaosuri de gips și, eventual, alte materiale precum pozzolan , fum de silice , cenușă zburătoare , zgură de furnal etc. Cu toate acestea, există și cimenturi speciale pentru utilizări speciale: cimenturi aluminioase, cimenturi suprasulfatate, cimenturi ferice, cimenturi expansive, cimenturi albe sau colorate.
Utilizarea principală a betonului este legată de construcția de lucrări de beton , în special armat și precomprimat , dar poate fi folosită și pentru îmbinarea altor materiale de construcție, cum ar fi pietre și cărămizi , pentru construcția zidăriei.
Mortare și betoane
Mortarele și betoanele se obțin prin amestecare, în funcție de rapoarte adecvate, ciment , apă și agregate. De asemenea, pot conține aditivi și adaosuri specifice pentru a modifica unele proprietăți.
Mortare
Mortarul este un conglomerat format dintr-un amestec de liant (de exemplu ciment și / sau var ), apă și agregat fin ( nisip ).
Se folosește în construcții pentru a face
tencuieli sau pentru a conecta și ține împreună alte materiale de construcție, la care mortarul fluid se adaptează aderând cu tenacitate pentru a da o structură monolitică după întărire (mortar de așternut), sau cel puțin acest lucru se poate întâmpla cu un mortar de ciment în construcția zidăriei noi . În zidăria veche și, în general, în cele cu mortare pe bază de var, funcția mortarului este în principal de a compensa rugozitatea blocurilor (pietre sau cărămizi) și, prin urmare, de a distribui sarcina pe întreaga suprafață de susținere reciprocă. Prin urmare, mortarul nu are funcția preeminentă de a „lipi” blocurile, așa cum s-ar putea crede, în special cea tradițională. [8]
Beton
Utilizarea pe scară largă a betonului se datorează mai multor factori:
- are caracteristici bune de rezistență la compresiune, la apă și la agenți atmosferici și, din acest motiv, este perfectă pentru construirea de baraje , canale și structuri în contact strâns cu solul sau expuse atmosferei ;
- este compatibil cu armăturile din oțel care fac posibilă remedierea rezistenței sale la tracțiune și flexiune ;
- poate fi ușor produs și implementat în cele mai variate forme;
- este ieftin și fabricat din materiale ușor disponibile.
Diferitele caracteristici ale betonului , atât proaspăt, cât și întărit, depind de prezența sau lipsa agregatelor (naturale sau artificiale) și de caracteristicile apei și aditivilor (cum ar fi cele fluidifiante și super-plastifiante, care sunt cele mai utilizate și servește pentru a face beton mai funcțional sau pentru a reduce cantitatea de apă necesară în amestec).
Materiale din piatră
Materialele din piatră sunt în esență roci. Acestea sunt împărțite în trei categorii: roci vulcanice , roci sedimentare și roci metamorfice , fiecare cu caracteristici mecanice, fizice și chimice diferite.
Granit
Granitul are o structură cristalină , adesea cu cristale mari, deoarece este o rocă intruzivă formată la adâncimi mari din scoarța terestră. Are o rezistență excelentă la acizi. Se folosește în principal în pardoseli, în acoperiri exterioare (mai ales în trecut pentru sasi ) și în rafturile bucătăriei .
Tuf
Tuff este o rocă vulcanică piroclastică. Poate fi utilizat în blocuri de construcții pentru construcția de pereți portanți pentru a înlocui alte materiale, cum ar fi blocuri de beton, piatră tăiată etc. Constituie o mare parte a clădirilor rezidențiale din sudul Italiei și din insule.
Marmură
Marmura este o rocă metamorfică creată în urma transformării rocilor sedimentare prin recristalizarea carbonatului de calciu din care sunt compuse în principal. La fel ca toate rocile metamorfice, marmura poate fi, de asemenea, împărțită în lamine în funcție de direcții specifice ( schistozitate ). Este adesea folosit în sculptură , dar și pentru placarea exterioară a clădirilor, pentru pardoseli și pentru rafturile prețioase ale mobilierului de baie .
Porfir
Porfirul este o rocă vulcanică efuzivă (astfel formată în apropierea scoarței terestre ) cu o structură cristalină cu granulație fină. Este foarte rezistent la schimbări bruște de temperatură, care este motivul pentru care este adesea folosit pentru podele de exterior ( de la Bolognini la sampietrini până la dale mai mari), dar , de asemenea , pentru pereți ventilate și căptușeli.
Ardezie
Ardezia este o rocă metamorfică din care se pot obține cu ușurință plăci subțiri, plate, ușoare, impermeabile și rezistente la intemperii. Este folosit în principal pentru construcția acoperișurilor , dar și pentru pardoseli și pentru construirea treptelor scărilor.
Alte roci folosite în construcții
Există multe alte materiale din piatră utilizate în construcții. Dintre acestea, există roci vulcanice (cum ar fi sienita , dioritul , gabro și bazalt ), roci sedimentare (cum ar fi dolomita , calcarul și gresia ) și roci metamorfice (cum ar fi, de exemplu, gneisurile ).
Materiale ceramice
Materialele ceramice sunt materiale obținute din materii prime anorganice prin formare și ardere ulterioară. Structura materialelor ceramice se caracterizează prin prezența elementelor metalice și nemetalice legate prin legături puternice. Au o bună rezistență la căldură și atac chimic , precum și o bună izolație electrică. Comportamentul mecanic se caracterizează prin fragilitate , duritate ridicată, rigiditate și o bună rezistență la compresiune .
Materialele ceramice sunt folosite în sectorul construcțiilor pentru a crea acoperișuri, pereți ( cărămizi ), țiglă (pentru a acoperi pereții și pentru a asfalta încăperile) și pentru crearea articolelor sanitare (de exemplu toalete , bideuri , chiuvete și cădițe de duș ).
Cărămizi
Cărămizile sunt materiale de construcție utilizate pe scară largă, caracterizate printr-o formă, dimensiuni și greutate regulate, astfel încât să permită instalarea manuală ușoară. Sunt folosite pentru construcția de pereți , podele , acoperișuri și acoperiri. Acestea sunt formate din argilă (de obicei argile impure, conținând oxid de fier , responsabil pentru culoarea roșiatică). Între cărămizi, există cărămizi solide, cărămizi semi-solide, tavelline, plăci goale și blocuri de pardoseală, plăci și plăci de diferite tipuri ( plăci plate , plăci , Marsilia, portugheză, olandeză).
Ceramică de pastă compactă
Materialele ceramice cu pastă compactă se caracterizează printr-o structură sticloasă. Această categorie include gresie și cel mai fin porțelan .
Gresia este produs din ceramică realizat cu argile care în timpul arderii dau naștere la formarea treptată a unei faze lichide, rezultând un produs impermeabil cu rezistență mecanică ridicată . Acest fenomen se numește greificare. Gresia este utilizată pentru a realiza conducte pentru soluții acide sau apă uzată și plăci .
Porțelanurile sunt produse ceramice cu un corp alb, compact și vitrificat, obținut din amestecuri de caolin (argilă pură), cuarț măcinat fin și feldspat . Porțelanurile, în funcție de temperatura de ardere, sunt împărțite în porțelanuri moi (care au o transluciditate accentuată) și dure (cu o prevalență a fazei cristaline). Ultimele porțelanuri au rezistență chimică ridicată, rezistență mecanică (care este mai mare pe măsură ce crește cantitatea de cuarț prezent în amestec) și refractare . De obicei, porțelanurile tari sunt utilizate (datorită rezistenței lor chimice) pentru producerea creuzetelor pentru laboratoarele chimice și pentru producerea izolatorilor electrici . Porțelanurile moi, pe de altă parte, sunt utilizate pentru ceramica ornamentală.
Placi ceramice
Plăcile ceramice sunt produse prin presare sau extrudare . Ulterior, acestea sunt arse cu un singur proces de ardere (acum din ce în ce mai răspândit) cu care se obțin materiale ceramice cu pastă vitrificată cu o interpenetrare ridicată între glazură și suport. Plăcile trebuie să îndeplinească cerințele de impermeabilitate la apă , rezistență la abraziune , impact, atac chimic, pete și îngheț . Plăcile ceramice, disponibile pe piață în diverse forme, culori și dimensiuni, sunt utilizate pentru acoperirea podelelor sau a pereților în băi și bucătării . Italia este cel mai mare producător mondial de plăci ceramice, majoritatea exportate.
Materiale metalice
Oțeluri și fontă
Aliajele de fier sunt împărțite în oțeluri și fonte pe baza conținutului de carbon (mai mare sau mai mic de 2,06%). În realitate, alte elemente de aliere sunt întotdeauna prezente în oțeluri și fontă.
Oțeluri
Există mai multe moduri de clasificare a diferitelor tipuri de oțeluri. Pe baza cerințelor calitative, de exemplu, acestea sunt împărțite în oțeluri de bază (pentru care sunt garantate doar anumite caracteristici de rezistență), oțeluri de calitate (pentru care, pe lângă cele de rezistență mecanică, este posibil să se garanteze alte anumite proprietăți ) și oțeluri speciale (destinate unor aplicații sau tratamente particulare). Totuși, pe baza compoziției chimice, acestea pot fi împărțite în oțeluri carbonice, oțeluri slab aliate și oțeluri aliate. În cele din urmă, pe baza aplicației, oțelurile pot fi grupate în: oțeluri de construcții pentru uz general, oțeluri speciale pentru construcții , oțeluri inoxidabile , oțeluri pentru unelte și oțeluri pentru utilizări speciale.
Producția de oțel poate avea loc în două moduri: oțel primar și secundar. În industria primară a oțelului, începem cu minereu de fier, cărbune (care se transformă în cocs ) și calcar . Aceste materii prime sunt plasate într-un furnal din care ies fontă și zgură. Fonta este apoi alimentată într-un convertor de oxigen, împreună cu fier vechi și var , unde este transformat în oțel prin adăugarea de oxigen . Oțelul este apoi trimis la fabrica de turnare. În industria oțelului secundar, pe de altă parte, se folosesc cuptoare cu arc electric, alimentate cu resturi, care sunt topite. Aditivii și feroaliajele sunt apoi adăugate la resturile topite pentru a atinge calitățile necesare. Apoi treceți la fabrica de turnare.
L' acciaio presenta una elevata resistenza meccanica ed elevata flessibilità. La longevità dell'acciaio può essere compromessa da fenomeni di corrosione; oggi tuttavia l'acciaio utilizzato per elementi strutturali subisce una serie di lavorazioni che lo proteggono dall'eventuale corrosione.
I tipi di acciaio maggiormente utilizzati in edilizia sono: acciai da costruzione , acciai patinabili e acciai inossidabili . Trova impiego nella produzione delle armature del calcestruzzo armato e nella realizzazione di telai , ma anche per cancellate , balaustre , cavi per tensostrutture , eccetera.
Ghise
Le ghise hanno un tenore di carbonio compreso tra il 2,5 e il 4% e contengono anche silicio . Le ghise sono facilmente colabili, fondono con maggiore facilità rispetto agli acciai e possono essere colate anche in forme complesse. Hanno però una modesta resistenza meccanica e sono fragili : è per questo che non sono lavorate per deformazione plastica .
Materiali metallici non ferrosi
Tra i materiali metallici non ferrosi, i più utilizzati in edilizia sono il rame e l' alluminio (e le loro rispettive leghe ) e il titanio .
Rame e leghe di rame
Il rame è un materiale che presenta elevata conducibilità elettrica e termica , è facilmente deformabile plasticamente , forma facilmente leghe con altri metalli, ha una buona resistenza alla corrosione atmosferica e ha discrete caratteristiche meccaniche.
Il rame, e in generale le sue leghe , ovvero bronzi ( rame - stagno ) e ottoni ( rame - zinco ), trova ampio utilizzo nell'impiantistica (cavi elettrici, tubazioni per l'acqua, gas metano , combustibili liquidi, eccetera), nella produzione di maniglie e pomelli, ma anche per le coperture (soprattutto per i rivestimenti delle cupole ) o per parti di esse ( pluviali , grondaie , doccioni , grembiuli e converse).
Esistono poi i cuproallumini , che sono leghe rame - alluminio (con tenore di alluminio fino al 13%) che hanno elevata resistenza alla corrosione in acqua di mare .
Alluminio e leghe di alluminio
L' alluminio e le sue leghe sono caratterizzati da una bassa densità (più o meno un terzo di quella degli acciai ). Inoltre, l'alluminio è un materiale estremamente leggero e resistente alla corrosione in ambienti neutri (in assenza di cloruri ). Ha elevata conducibilità elettrica (di poco inferiore a quella del rame ) e una buona duttilità . Per migliorare le proprietà meccaniche, le leghe di alluminio possono essere sottoposte a trattamenti termici specifici oppure a incrudimento .
Nell' edilizia si sfrutta la combinazione di buona resistenza alla corrosione, bassa densità e facilità di lavorazione: le applicazioni principali delle leghe di alluminio riguardano la realizzazione di serramenti e facciate continue .
Titanio
Il titanio non è un elemento raro (è più diffuso, per esempio, del rame e dello zinco ); tuttavia è un materiale molto costoso. Ha un elevato punto di fusione (1660 °C ) [9] , un basso coefficiente di dilatazione termica , non è magnetico , non infragilisce a basse temperature, è ipoallergenico, leggero e inossidabile. Si può produrre in getti, è forgiabile , lo si può saldare e lavorare con macchine utensili . Per applicazioni architettoniche, solitamente si ricorre al titanio nella sua colorazione naturale, simile, a prima vista, a quella dell' acciaio inossidabile . In questo caso, la superficie del metallo dà riflessi colorati con tonalità che cambiano al variare dell'angolo di osservazione e del tipo di illuminazione.
Un tipico esempio di utilizzo di questo materiale è il Guggenheim Museum di Bilbao , opera di Frank O. Gehry completamente rivestita in titanio .
Piombo
Il piombo viene usato nell'edilizia, nella produzione di batterie per autotrazione e di proiettili per armi da fuoco e, allo stato liquido, come refrigerante nei reattori nucleari, a volte in lega eutettica con il bismuto. Il piombo è un componente del peltro e di leghe metalliche usate per la saldatura.
Oro
Esistono rari casi, in edilizia , di utilizzo dell' oro . Un esempio dell'utilizzo di questo metallo in architettura è la Cupola della Roccia che sovrasta la città di Gerusalemme . Essa è esternamente rivestita di lamine d'oro, materiale molto duttile, riflettente e ottimo conduttore elettrico e termico .
Vetri
Il vetro è un materiale fragile , che trova impiego sotto forma di lastre nella realizzazione degli infissi ( finestre ) o di facciate continue . Il vetro permette alla luce di entrare negli ambienti interni, e al tempo stesso isola l'edificio dagli agenti atmosferici (vento, neve, e pioggia). Può essere utilizzato anche a scopo decorativo, realizzando ad esempio delle vetrate a mosaico (questa tecnica è stata spesso utilizzata nelle chiese).
Le lastre di vetro possono essere assemblate in strati tra cui viene lasciata un'intercapedine; si parla in questo caso di vetrocamera . L'utilizzo di vetrocamera permette un buon isolamento termico e acustico.
Esiste anche la possibilità di creare dei "mattoni" in vetro. Si parla in questo caso di vetrocemento . È possibile realizzare pareti divisorie in vetrocemento, che permettono il passaggio della luce mantenendo allo stesso tempo una certa privacy .
Per porre rimedio alla fragilità del vetro, è possibile utilizzare alcuni accorgimenti. Si possono così ottenere tre tipi di sicurezza:
- vetri armati (o retinati): sono quei vetri che vengono prodotti inserendo, in fase di laminazione, quando il vetro è ancora fluido, una rete metallica che ha la funzione di trattenere i frammenti in caso di urto;
- vetri temprati: sono quelli soggetti a trattamenti termici atti ad aumentarne la resistenza all'urto. Quando si rompono, questi particolari vetri si frantumano in piccoli frammenti con spigoli arrotondati;
- vetri stratificati: si ottengono interponendo tra due lastre di vetro, solitamente temprate, un foglio di materiale plastico . Questi vetri sono usati soprattutto per i parabrezza delle automobili (in molti paesi, tra cui l' Italia , sono obbligatori).
Il vetro può essere anche utilizzato come materiale per strutture portanti, in questo caso si parla di vetro strutturale . [10]
Materiali polimerici
I materiali polimerici (o "materie plastiche") sono materiali molto leggeri composti da macromolecole . La maggior parte dei materiali polimerici oggi in commercio, viene prodotta per via sintetica a partire da piccole molecole derivate dal petrolio (polimeri sintetici). Solo una minima parte dei polimeri è derivata, invece, da sostanze naturali attraverso trasformazioni chimiche (polimeri semisintetici). In questa categoria di materiali rientrano:
- termoplastici (flessibili e resistenti a temperatura ambiente, ma rammolliscono ad alte temperature);
- termoindurenti (più rigidi e resistenti ai termoplastici);
- gomme (possono subire grandi allungamenti per poi riprendere la forma originale).
I materiali polimerici sono impiegati per realizzare tubazioni idrauliche , vasche e tapparelle .
Polistirene
Il polistirene (o polistirolo ) viene impiegato, in edilizia , principalmente nella realizzazione dei cappotti . Esso è un buon isolante termico e allo stesso tempo è economico e leggero.
Materiali compositi
I cosiddetti materiali compositi sono quei materiali costituiti da una miscela , naturale o artificiale, di materiali diversi. Fanno parte di questa categoria anche il legno (che è costituito infatti da cellulosa inserita in una matrice di lignina ) [11] e alcuni materiali di uso tradizionale (come i conglomerati cementizi ), ma solitamente il termine di "compositi" viene utilizzato in senso più stretto, per indicare una categoria di materiali non naturali, che rispondono a tre requisiti:
- consistono di due o più materiali fisicamente distinti;
- questi materiali sono dispersi l'uno nell'altro in modo controllato;
- il materiale risultante presenta una combinazione di proprietà che non si può ottenere nei singoli materiali componenti.
I materiali compositi possono essere distinti in: [11]
- particellari: sono ottenuti aggiungendo particelle a una matrice polimerica, metallica o ceramica con lo scopo di migliorare le caratteristiche elettriche, termiche, magnetiche, di resistenza all' abrasione , all'usura o all'urto;
- rinforzati con fibre: sono i materiali compositi più diffusi; consentono di ottenere elevate resistenze e rigidità specifiche (ovvero riferite al peso) inserendo fibre resistenti e rigide, ma fragili , in una matrice polimerica, più duttile
- strutturati: a questa categoria appartengono i compositi laminati ea nido d'ape.
Ghiaccio
Il ghiaccio è stato utilizzato dalle popolazioni Inuit prima degli anni settanta per la costruzione degli iglù , delle abitazioni realizzate con mattoni di neve pressata, disposti a cupola . La temperatura all'interno degli iglù è mantenuta da un fuoco acceso al centro della stanza, e può raggiungere i 17 °C . L'elevata capacità termica del ghiaccio e le bassissime temperature all'esterno (anche -50 °C) permettono al ghiaccio di rimanere allo stato solido .
Il ghiaccio è stato inoltre utilizzato per la costruzione nei paesi vicino al circolo polare artico (per esempio nei paesi scandinavi ) di hotel completamente in ghiaccio (in inglese ice hotels ), allo scopo di attirare il turismo . Il primo esempio di questo stile architettonico è stato costruito nel 1989 a Jukkasjärvi , in Svezia . La costruzione di palazzi di ghiaccio risale invece al 1739 , anno in cui ne fu costruito uno a San Pietroburgo per ordine dell'imperatrice Anna di Russia .
Note
- ^ Michele D'Innella, Sardegna: Cagliari e il golfo degli Angeli, le coste della Gallura, Barbagie e Gennargentu , Milano, Touring Club Italiano, 2001, p. 18, ISBN 88-365-2163-0 .
- ^ Acssia.it - Storia dei Nativi d'America [ collegamento interrotto ] , su acssia.it . URL consultato il 06-02-2011 .
- ^ Assoamianto.it - Impieghi dell'amianto , su assoamianto.it . URL consultato il 30-09-2010 .
- ^ Giorgio Ceragioli , G. Cattai, Materiali a basso costo , in Tecnologie per l'uomo , Milano, FOCSIV, 1982, pp. 99-103.
- ^ John Letts, Smoke Blackened Thatch: a unique source of late medieval plant remains from Southern England , Reading & London: University of Reading and English Heritage, 2000.
- ^ The Thatch & Thatching of The EAMTA, The East Anglia Master Thatchers Association, covering Norfolk, Suffolk, Essex & Hertfordshire , su eamta.co.uk . URL consultato il 24 marzo 2011 .
- ^ Luigi Coppola, Università di Bergamo, La produzione del cemento Portland ( PDF ), su unibg.it . URL consultato il 23 marzo 2011 (archiviato dall' url originale il 16 novembre 2009) .
- ^ Giovanni Manieri Elia, Metodo e tecniche del restauro architettonico , Carocci, Roma 2010, pag. 95.
- ^ Lenntech.it - Titanio , su lenntech.it . URL consultato il 06-02-2011 .
- ^ Sergio Tattoni, GPCossu, L.Fenu, L'impiego strutturale del vetro . URL consultato il 24 marzo 2011 .
- ^ a b Callister , p. 514 .
Bibliografia
- Gianni Arduino, Renata Moggi, Educazione tecnica , 1ª ed., Lattes, 1990.
- Luca Bertolini, Matteo Gastaldi; Pietro Pedeferri, Introduzione ai materiali per architettura , Torino, Città studi edizioni, marzo 2006.
- ( EN ) William D. Callister, Material Science and Engineering: An Introduction , 5ª ed., John Wiley & Sons Inc, 1999, ISBN 0-471-35243-8 .
- Marco Torricelli, I materiali da costruzione; identificazione, qualificazione ed accettazione secondo le Norme tecniche per le costruzioni - dm 14/1/08 , 1ª ed., Maggioli, 2009, p. 265, ISBN 978-88-387-6919-1 .
Voci correlate
- Materiale
- Costruzione edilizia
- Ingegneria dei materiali
- Materie prime
- Scienza dei materiali
- Tecnologia dei materiali
- Caratteristiche dei materiali
- Dichiarazione di prestazione
Altri progetti
-
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su materiale da costruzione
Collegamenti esterni
- ( EN ) Materiale da costruzione , su Enciclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controllo di autorità | Thesaurus BNCF 1590 · LCCN ( EN ) sh85017740 · GND ( DE ) 4004945-0 · BNF ( FR ) cb119317804 (data) · BNE ( ES ) XX524481 (data) · NDL ( EN , JA ) 00565621 |
|---|
